모던 자바스크립트 Deep Dive 42장 정리 - 비동기 프로그래밍

동기 처리와 비동기 처리

자바스크립트 엔진은 한번에 하나의 태스크만 실행할 수 있는 싱글 스레드(single thread)방식으로 동작한다. 싱글 스레드 방식은 한 번에 하나의 태스크만 실행할 수 있기 때문에 처리에 시간이 걸리는 태스크를 실행하는 경우 블로킹(blocking, 작업중단)이 발생한다.

현재 실행중인 태스크가 종료할 때까지 다음에 실행될 태스크가 대기하는 방식을 동기(synchronous 처리)라고 한다. 동기 처리 방식은 태스크를 순서대로 하나씩 처리하므로 실행 순서가 보장된다는 장접이 있지만, 앞선 태스크가 종료할 때까지 이후 태스크들이 블로킹되는 단점이 있다.

현재 실행 중인 태스크가 종료되지 않은 상태라고 해도 다음 태스크를 곧바로 실행하는 방식을 비동기(asynchronous)처리라고 한다.
타이머 함수인 setTimout과 setInterval, HTTP 요청, 이벤트 핸들러는 비동기 처리방식으로 동작한다.

이벤트 루프와 태스크 큐

이벤트 루프는 자바스크립트의 동시성(concurrency)을 지원한다.

자바스크립트 엔진의 구성요소

• 콜 스택(call stack)
  소스코드(전역 코드나 함수 코드 등) 평가 과정에서 생성된 실행 컨텍스트가 추가되고 제거되는 스택 자료구조인 실행 컨텍스트 스택.
  함수를 호출하면 함수 실행 컨텍스트가 순차적으로 실행된다. 자바스크립트 엔진은 단 하나의 콜 스택을 사용하기 때문에 최상위 실행 컨텍스트가 종료되어 콜 스택에서 제거되기 전까지는 다른 어떤 태스크도 실행되지 않음.
• 힙(heap)
  객체가 저장되는 메모리 공간. 콜 스택의 요소인 실행 콘텍스트는 힙에 저장된 객체를 참조한다.

비동기 처리에서 소스코드의 평가와 실행을 제외한 모든 처리는 자바스크립트 엔진을 구동하는 환경인 브라우저 또는 Node.js가 담당함.

브라우저 환경

• 태스크 큐(task queue/event queue/callback queue)
  setTimeout이나 setInterval과 같은 비동기 함수의 콜백 함수 또는 이벤트 핸들러가 일시적으로 보관되는 영역. 테스크 큐와는 별도로 프로미스의 후속 처리 메서드의 콜백 함수가 일시적으로 보관되는 마이크로태스크 큐도 존재함.
• 이벤트 루프(event loop)
  콜 스택에서 현재 실행 중인 실행 컨텍스트가 있는지, 그리고 태스크 큐에 대기 중인 함수(콜백함수, 이벤트 핸들러 등)가 있는지 반복해서 확인한다. 만약 콜 스택이 비어 있고, 태스크 큐에 대기 중인 함수가 있다면 이벤트 루프는 순차적(FIFO, First in First Out)으로 태스크 큐에 대기 중인 함수를 콜 스택으로 이동시킴.
  
  비동기 함수인 setTimeout의 콜백 함수는 태스크 큐에 푸시되어 대기하다가 콜 스택이 비게 되면, 다시 말해 전역 코드 및 명시적으로 호출된 함수가 모두 종료하면 비로소 콜 스택에 푸시되어 실행됨.

자바스크립트 엔진은 싱글 스레드로 동작하지만 브라우저는 멀티 스레드로 동작한다는 점 기억할 것!